Fast vierzig Jahre nach der Erstbeschreibung des humanen Immundefizienz-Virus (HIV) und seiner weltweiten Verbreitung ist es noch immer nicht gelungen eine präventive oder kurative Therapie zu entwickeln. Große Hoffnung liegt in der Erforschung von breitneutralisierenden Antikörpern (bnABs), die, durch ein Vakzin induziert, gegen mehrere HIV-Subtypen schützen können. Aufgrund der einzigartigen ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Fast vierzig Jahre nach der Erstbeschreibung des humanen Immundefizienz-Virus (HIV) und seiner weltweiten Verbreitung ist es noch immer nicht gelungen eine präventive oder kurative Therapie zu entwickeln. Große Hoffnung liegt in der Erforschung von breitneutralisierenden Antikörpern (bnABs), die, durch ein Vakzin induziert, gegen mehrere HIV-Subtypen schützen können. Aufgrund der einzigartigen Pathogenese und der strukturellen Merkmale der HIV-Biologie sowie der komplexen Biologie, die der Bildung von bnABs zugrunde liegt, erweist sich die Entwicklung von Impfstoffen noch immer als äußerst schwierig. Zur besseren Charakterisierung der Bindungsaffinität zwischen Antikörper und Virusantigen bedarf es einer möglichst physiologischen Messumgebung. Eine mögliche neue Methode ist die Microscale Thermophorese (MST), bei der Partikel und deren Eigenschaften in Lösung vermessen werden können. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Validierung der MST als Plattform, sowohl für die Bewertung von bnABs in einem "natürlichen" Kontext als auch für die Charakterisierung von Envelope-Protein (Env)-basierten Impfstoffkandidaten, wobei solche bnABs als Analyseinstrumente und die MST als Analysemethode verwendet werden. Dazu wurden eukaryontische virusähnliche Partikel (VLPs), besetzt mit Trimeren jeweils einer gp145-Env/V3-Chimäre eines HIV1-Subtyp-C-96ZM651-Konstruktes, hergestellt. Die durch Transfektion von HEK-293F Zellen mit env- und gag-Plasmid DNA hergestellten gp145-Env/V3-Trimer-VLPs wurden anschließend vergleichend im Enzym-linked Immunosorbent Assay (ELISA) und der MST gegen den mAb 447-52D als Modell-bnAb getestet. Es konnte gezeigt werden, dass die eingesetzten VLPs untereinander in Größe und Env-Beladung vergleichbar waren und ähnliche Bindungseigenschaften gegen 447-52D im ELISA und MST zeigten, die schon in vorherigen Versuchen mit löslichen gp120 Monomeren und gp140 Trimeren beobachtet wurden. Daher kann davon ausgegangen werden, dass die MST als Analysemethode für die Charakterisierung potenzieller neuer Impfstoffkandidaten im Bereich der Nanopartikel verwendet werden kann. In weiteren Versuchen muss gezeigt werden, ob sich die MST auch für die Messung mit anderen als Vakzinkandidaten eingesetzten Nanopartikeln, z. Bsp. Ferritin-, Polylactid- (PLA) oder Dihydrolipoamid-S-Acetyltransferase-Molekülen (PDHE2) eignet.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Almost forty years after the first description of the human immunodeficiency virus (HIV) and its worldwide spread, it has still not been possible to develop a preventive or curative therapy. Great hope lies in the research of broadly neutralizing antibodies (bnABs), which, induced by a vaccine, can protect against several HIV subtypes. Due to the unique pathogenesis and structural characteristics ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Almost forty years after the first description of the human immunodeficiency virus (HIV) and its worldwide spread, it has still not been possible to develop a preventive or curative therapy. Great hope lies in the research of broadly neutralizing antibodies (bnABs), which, induced by a vaccine, can protect against several HIV subtypes. Due to the unique pathogenesis and structural characteristics of HIV biology, as well as complex biology underlying the generation of bnABs, vaccine development is still proving extremely challenging. To better characterize the binding affinity between antibody and viral antigen, a measurement environment as physiological as possible is needed. One possible new method is microscale thermophoresis (MST), in which particles and their properties can be measured in solution. This work focuses on the validation of microscale thermophoresis as platform for both the assessment of bnABs in a “natural” context as well as the characterization of Envelope-proteine (Env) based vaccine candidates, using such bnABs as analytical tools and MST as analytical method. To this end, eukaryotic virus like particles (VLPs) populated with trimers of each gp145-Env/V3 chimera of an HIV1 clade C 96ZM651 construct were prepared. The gp145-Env/V3-trimer-VLPs prepared by transfection of HEK-293F cells with env and gag plasmid DNA were then comparatively tested by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and MST against the mAb 447-52D as a model bnAB. It was shown that the VLPs used were comparable to each other in size and Env loading and exhibited similar binding properties against 447-52D in ELISA and MST, which were observed in previous experiments with soluble gp120 monomers and gp140 trimers. Thus, it can be assumed that MST can be used as analytical method for the characterisation of potential new vaccine candidates in the nanoparticle field. Further experiments will have to show whether MST is also suitable for measurement with other nanoparticles used as vaccine candidates, e.g. ferritin, polylactic acid (PLA) or Dihydrolipolyl transacetylase (DLAT) based nanoparticles.
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